引言：
對于染整行業(yè)來說，電耗是其生產(chǎn)成本的主要部分，染缸是紗線染色的主要耗能設(shè)備之一；隨著變頻控制技術(shù)的發(fā)展，流量差壓變頻控制已廣泛應(yīng)用于染整行業(yè)。染缸變頻節(jié)能改造也成為降低色紗能耗和成本，提高產(chǎn)品競爭力的最有效途徑。因此，交流變頻調(diào)速裝置在染缸中的應(yīng)用對減少能源浪費具有重要意義。
染色工藝中的主要損失：
染色過程是按照預(yù)定的周期動作過程進行染色的過程，即內(nèi)流和外流的時間控制。其內(nèi)外流主要通過換向器換向?qū)崿F(xiàn)；紗線的流動主要由主泵實現(xiàn)。
首先是硬件損耗。普通染缸主泵啟動采用原Y-△降壓，啟動扭矩和電流大，加速了主泵的老化和換向器的加速磨損。提高了維護成本和能源浪費。
二是溢出損失。對于不同的紗線加工程序，每個程序所需的溫度、流速和壓力是不同的。對于主泵電機，染缸在染色過程中的負荷處于變化狀態(tài)。泵的流量是根據(jù)所需的最大流量設(shè)計的。原始主泵電機以恒定速度提供壓力流量。當(dāng)每個紗線泵所需的流量小于最大流量時，著色劑反而流過每磅紗線，從而在最短的時間內(nèi)沒有著色，這部分能量就損失了。
第三是節(jié)流損失。當(dāng)水流過換向器的換向口時，會有一定的流量和壓力，會增加換向電磁閥的扭矩。同時，由于水長期全速循環(huán)流動，導(dǎo)致密封圈溫度過高，換向器噪音過高，機械壽命縮短。
第四是設(shè)計余量的損失。一般在設(shè)計時一般考慮通用性，以最大容量為設(shè)計依據(jù)。因此染缸主泵電機設(shè)計容量遠高于實際需要，存在“大馬拉小車”現(xiàn)象，造成電能大量浪費。
三科SKI600系列變頻器的節(jié)能原理及控制系統(tǒng)：
首先是調(diào)速節(jié)能。根據(jù)紗線染色的工藝要求，將原來的主缸注射管改為流量控制器，轉(zhuǎn)換成4-20mA電流信號后作為變頻器的頻率給定信號加到PLC模擬輸入端。PLC實時采樣，通過PID運算進行處理，使輸出到變頻器的頻率隨流量控制器的模擬信號線性變化。給定的磅數(shù)經(jīng)PLC計算后，所需的壓力和流量會自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，從而降低電機的輸出功率。原位換向開關(guān)安裝在換向電磁閥上，以確保換向電磁閥完全移動到位。內(nèi)外電流換向時，轉(zhuǎn)速會根據(jù)換向開關(guān)的動作自動降低，換向完成后會自動加速到所需頻率，使電機和換向閥在整個負載范圍內(nèi)的能量損失降到最低。
然后是降低了成本，操作方便。為了控制水位，原水位控制器和主缸的磁信號被模擬信號控制器代替。安裝人機界面，檢查主缸實時水位。避免了主缸無水運行造成的事故。取消了料罐的水位控制器，采用原模擬信號控制器控制水位，降低了維護成本和生產(chǎn)成本。
其次是提高功率因數(shù)，節(jié)約能源。無功功率不僅增加了設(shè)備的線損和發(fā)熱，而且由于功率因數(shù)的降低，降低了電網(wǎng)的有功功率。可以看出，功率因數(shù)越大，有功功率越大。普通主泵的COSφ值在0.6-0.8之間，但使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器中濾波電容的補償作用，COSφ≈1，從而降低無功損耗，增加電網(wǎng)有功功率。
最后就是軟啟動節(jié)能。由于原電機直接啟動或Y/△，啟動電流等于(3-7)倍額定電流，會對機電設(shè)備和供電電網(wǎng)造成嚴重影響，也增加了電網(wǎng)容量要求。啟動時產(chǎn)生的大電流和振動對設(shè)備的使用壽命極為不利。使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能，會使啟動電流從零開始，加速時最大值會限制在變頻器設(shè)定的限流水平內(nèi)，一般不超過額定電流的1.2倍，從而減少對電網(wǎng)的沖擊和對電網(wǎng)容量的要求，延長設(shè)備的使用壽命。
